混凝土设计原理 邵永健第9章思考题与习题答案
混凝土结构原理思考题及习题集
混凝土结构原理思考题及习题集1第1章混凝土结构用材料的性能思考题1-1混凝土结构对钢筋性能有什么要求?各项要求指标能达到什么目的?1-2钢筋冷拉和冷轧的抗拉、抗压强度都能提高吗?为什么?1-3立方体抗压强度是怎样确定的?为什么试块在承压面上抹涂润滑剂后测出的抗压强度比不涂润滑剂的低?1-4影响混凝土抗压强度的因素有哪些?1-5、我国用于钢筋混凝土结构的钢筋有几种？我国热轧钢筋的强度分为几个等级？用什么符号表示？1-6、混凝土立方体抗压强度能不能代表实际构件中的混凝土强度？除立方体强度外，用什么符号表示？1-7、混凝土抗拉强度是如何测试的？1-8、什么是混凝土的弹性模量、割线模量和切线模量？弹性模量与割线模量什么关系？第2章 钢筋混凝土轴心受力构件正载面承载力计算 思考题2-1轴心受压构件中纵筋的作用是什么？2-2柱在使用过程中的应力重分布是如何产生的？2-3螺旋箍筋柱应满足的条件有哪些？2-4公路桥涵规范在计算轴心受拉和抽心受压构件正截面承载力时与建筑工程规范有哪些相同和不同之处？习题2-1某四层四跨现浇框架结构的第二层内柱轴向力设计值410140⨯=N ，楼层高m .H 45=，混凝土强度等级为C20，HRB400级钢筋。
试求柱截面尺寸及纵筋面积。
2-2由于建筑上使用要求，某现浇柱截面尺寸为250mm ×250mm ，柱高4.0m ，计算高度m .H ,.l 82700==，配盘为)mm A (s2804164='φ。
C30混凝土，HRB400级钢筋，承受轴向力设计值N=950kN 。
试问柱截面是否安全？2-3已知一桥下螺旋箍筋柱，直径为d=500mm ，柱高5.0m ，计算高度700.l =，H=3.5m ，配HRB400钢筋)mm A (s 220101610='φ，C30混凝土，螺旋箍筋采用R235，直径为12mm ，螺距为s=50mm ，试确定此承载力。
2-4编写轴心受拉和轴心受压构件正截面承载力计算程序。
混凝土结构设计原理思考题答案
1.1 钢筋混凝土梁破坏时的特点是：受拉钢筋屈服，受压区混凝土被压碎，破坏前变形较大，有明显预兆，属于延性破坏类型。
2.1 ①混凝土的立方体抗压强度标准值f cu,k 是根据以边长为150mm 的立方体为标准试件，在(20±3)℃的温度和相对湿度为90％以上的潮湿空气中养护28d ，按照标准试验方法测得的具有95％保证率的立方体抗压强度确定的。
②混凝土的轴心抗压强度标准值f ck 是根据以150mm ×150mm ×300mm 的棱柱体为标准试件，在与立方体标准试件相同的养护条件下，按照棱柱体试件试验测得的具有95％保证率的抗压强度确定的。
③混凝土的轴心抗拉强度标准值f tk 是采用直接轴心抗拉试验直接测试或通过圆柱体或立方体的劈裂试验间接测试，测得的具有95％保证率的轴心抗拉强度。
④由于棱柱体标准试件比立方体标准试件的高度大，试验机压板与试件之间的摩擦力对棱柱体试件高度中部的横向变形的约束影响比对立方体试件的小，所以棱柱体试件的抗压强度比立方体的强度值小，故f ck 低于f cu,k 。
⑤轴心抗拉强度标准值f tk 与立方体抗压强度标准值f cu,k 之间的关系为：245.055.0k cu,tk )645.11(395.088.0αδ⨯-⨯=f f 。
⑥轴心抗压强度标准值f ck 与立方体抗压强度标准值f cu,k 之间的关系为：k cu,21ck 88.0f f αα=。
2.2 根据约束原理，要提高混凝土的抗压强度，就要对混凝土的横向变形加以约束，从而限制混凝土内部微裂缝的发展。
因此，工程上通常采用沿方形钢筋混凝土短柱高度方向环向设置密排矩形箍筋的方法来约束混凝土，然后沿柱四周支模板，浇筑混凝土保护层，以此改善钢筋混凝土短柱的受力性能，达到提高混凝土的抗压强度和延性的目的。
2.3 连接混凝土受压应力—应变曲线的原点至曲线任一点处割线的斜率，即为混凝土的变形模量。
混凝土结构设计原理(第五版)课后习题答案doc.
《混凝土结构设计原理》思考题及习题（参考答案）第1章绪论思考题1.1钢筋混凝土梁破坏时的特点是：受拉钢筋屈服，受压区混凝土被压碎，破坏前变形较大，有明显预兆，属于延性破坏类型。
在钢筋混凝土结构中，利用混凝土的抗压能力较强而抗拉能力很弱，钢筋的抗拉能力很强的特点，用混凝土主要承受梁中和轴以上受压区的压力，钢筋主要承受中和轴以下受拉区的拉力，即使受拉区的混凝土开裂后梁还能继续承受相当大的荷载，直到受拉钢筋达到屈服强度以后，荷载再略有增加，受压区混凝土被压碎，梁才破坏。
由于混凝土硬化后钢筋与混凝土之间产生了良好的粘结力，且钢筋与混凝土两种材料的温度线膨胀系数十分接近，当温度变化时，不致产生较大的温度应力而破坏二者之间的粘结，从而保证了钢筋和混凝土的协同工作。
1.2钢筋混凝土结构的优点有：1）经济性好，材料性能得到合理利用；2）可模性好；3）耐久性和耐火性好，维护费用低；4）整体性好，且通过合适的配筋，可获得较好的延性；5）刚度大，阻尼大；6）就地取材。
缺点有：1）自重大；2）抗裂性差；3）承载力有限；4）施工复杂；5）加固困难。
1.3本课程主要内容分为“混凝土结构设计原理”和“混凝土结构设计”两部分。
前者主要讲述各种混凝土基本构件的受力性能、截面设计计算方法和构造等混凝土结构的基本理论，属于专业基础课内容；后者主要讲述梁板结构、单层厂房、多层和高层房屋、公路桥梁等的结构设计，属于专业课内容。
学习本课程要注意以下问题：1）加强实验、实践性教学环节并注意扩大知识面；2）突出重点，并注意难点的学习；3）深刻理解重要的概念，熟练掌握设计计算的基本功，切忌死记硬背。
第2章混凝土结构材料的物理力学性能思考题2.1①混凝土的立方体抗压强度标准值f cu,k是根据以边长为150mm的立方体为标准试件，在(20±3)℃的温度和相对湿度为90％以上的潮湿空气中养护28d，按照标准试验方法测得的具有95％保证率的立方体抗压强度确定的。
混凝土结构基本原理全部章节答案
课后习题答案《混凝土结构基本原理》授课教师：熊学玉思考题1-1钢筋和混凝土共同工作的基础是什么？答：（1）混凝土和钢筋之间有良好的粘结性能，二者能够可靠地结合在一起，共同受力，共同变形。
（2）混凝土和钢筋两种材料的温度线膨胀系数很接近，避免温度变化时产生较大的温度应力破坏二者之间的粘结力（3）混凝土包裹在钢筋的外部，可使钢筋免于过早的腐蚀或高温软化1-2与素混凝土梁相比，钢筋混凝土梁有哪些优势？答：钢筋不但提高了梁的承载能力，而且还提高了梁的变形能力，使得梁在破坏前能给人以明显的预告。
1-3与钢筋混凝土梁相比，预应力混凝土梁有哪些优势？答：预应力钢筋在梁底部产生的预压应力会抵消外部荷载P产生的拉应力，使得梁底部不产生拉应力或仅产生很小的拉应力，提高梁的抗裂行能。
1-4与其他结构相比，混凝土结构有哪些特点？答：1.混凝土结构的优点：1）良好的耐久性2）良好的耐火性3）良好的整体性4）良好的可模性5）可就地取材6）节约钢材2.混凝土结构的缺点：混凝土结构的自重大且易开裂，一般混凝土结构使用时往往带裂缝工作，对裂缝有严格要求的结构构件需采取特殊措施；现浇混凝土结构需耗费大量的模板；施工季节性的影响较大；隔热隔声性能较差等。
思考题2-1钢筋可以如何分类？答：1.根据钢筋中的化学成分，可将钢筋分为碳素钢及普通合金钢两大类2.按加工方法，钢筋可分成热轧钢筋、冷拉钢筋和热处理钢筋三大类；钢丝可分为碳素钢丝、刻痕钢丝、钢绞线和冷拔低碳钢丝四大类。
2-2软钢和硬钢的应力——应变关系曲线有何不同？他们的屈服强度是如何取值的？答：图2.1 软钢（左）和硬钢（右）的应力应变曲线关系软钢的应力-应变曲线关系中，在a 点以前，应力与应变呈线性比例关系，与a 点相应的应力称为比列极限；过a 点后，应变较应力增长稍快，尽管从图上看起来并不明显；到达b 点后，应力几乎不增加，应变却可以增加很多，曲线接近于水平线并一直延伸至f 点。
混凝土结构设计原理思考题答案
混凝土结构设计原理部分思考题答案第一章钢筋混凝土的力学性能思考题1、钢筋冷加工的目的是什么？冷加工的方法有哪几种？各种方法对强度有何影响？答：冷加工的目的是提高钢筋的强度，减少钢筋用量。
冷加工的方法有冷拉、冷拔、冷弯、冷轧等。
这几种方法对钢筋的强度都有一定的提高，2、试述钢筋混凝土结构对钢筋的性能有哪些要求？答：钢筋混凝土结构中钢筋应具备：（1）有适当的强度；（2）与混凝土粘结良好；（3）可焊性好；（4）有足够的塑性。
4、除凝土立方体抗压强度外，为什么还有轴心抗压强度？答：立方体抗压强度采用立方体受压试件，而混凝土构件的实际长度一般远大于截面尺寸，因此采用棱柱体试件的轴心抗压强度能更好地反映实际状态。
所以除立方体抗压强度外，还有轴心抗压强度。
5、混凝土的抗拉强度是如何测试的？答：混凝土的抗拉强度一般是通过轴心抗拉试验、劈裂试验和弯折试验来测定的。
由于轴心拉伸试验和弯折试验与实际情况存在较大偏差，目前国内外多采用立方体或圆柱体的劈裂试验来测定。
6、什么叫混凝土徐变？线形徐变和非线形徐变？混凝土的收缩和徐变有什么本质区别？答：混凝土在长期荷载作用下，应力不变，变形也会随时间增长，这种现象称为混凝土的徐变。
当持续应力σC ≤0.5f C 时，徐变大小与持续应力大小呈线性关系，这种徐变称为线性徐变。
当持续应力σC >0.5f C时，徐变与持续应力不再呈线性关系，这种徐变称为非线性徐变。
混凝土的收缩是一种非受力变形，它与徐变的本质区别是收缩时混凝土不受力，而徐变是受力变形。
10、如何避免混凝土构件产生收缩裂缝？答：可以通过限制水灰比和水泥浆用量，加强捣振和养护，配置适量的构造钢筋和设置变形缝等来避免混凝土构件产生收缩裂缝。
对于细长构件和薄壁构件，要尤其注意其收缩。
第二章混凝土结构基本计算原则思考题1．什么是结构可靠性？什么是结构可靠度?答：结构在规定的设计基准使用期内和规定的条件下（正常设计、正常施工、正常使用和维护），完成预定功能的能力，称为结构可靠性。
混凝土结构设计原理_课后习题答案
第三章 轴心受力构件承载力1． 某多层现浇框架结构的底层内柱，轴向力设计值N=2650kN ，计算长度m H l 6.30==，混凝土强度等级为C30（f c =14.3N/mm 2），钢筋用HRB400级（2'/360mm N f y =），环境类别为一类。
确定柱截面积尺寸及纵筋面积。
解：根据构造要求，先假定柱截面尺寸为400mm ×400mm 由9400/3600/0==b l ，查表得99.0=ϕ 根据轴心受压承载力公式确定's A23''1906)4004003.1499.09.0102650(3601)9.0(1mm A f N f A c y s=⨯⨯-⨯⨯=-=ϕ%6.0%2.14004001906'min ''=>=⨯==ρρA A s ，对称配筋截面每一侧配筋率也满足0.2%的构造要求。
选 ，2'1964mm A s = 设计面积与计算面积误差%0.3190619061964=-<5%，满足要求。
2．某多层现浇框架厂房结构标准层中柱,轴向压力设计值N=2100kN,楼层高H=5.60m ，计算长度l 0=1.25H ，混凝土用C30（f c =14.3N/mm 2），钢筋用HRB335级（2'/300mm N f y =），环境类别为一类。
确定该柱截面尺寸及纵筋面积。
[解] 根据构造要求，先假定柱截面尺寸为400mm ×400mm长细比5.17400560025.10=⨯=b l ，查表825.0=ϕ 根据轴心受压承载力公式确定's A2''1801)4004003.14825.09.02100000(3001)9.0(1mm A f N f A c y s =⨯⨯-⨯=-=ϕ%6.0%1.14004001801'min ''=〉=⨯==ρρA A s ，对称配筋截面每一侧配筋率也满足0.2%的构造要求。
(完整版)混凝土设计原理思考题与习题答案
5.1为什么受弯构件一般在跨中产生垂直裂缝而在支座附近区段产生斜裂缝？答：通常受弯构件跨中的弯矩最大，由此弯矩产生的正应力也就在跨中最大，且该处剪力通常 为零，则弯矩产生的正应力即为主拉应力，方向与梁轴平行，当此主拉应力超过混凝土的抗拉强度时就在跨中发生与梁轴垂直的垂直裂缝。
而在支座附近通常剪力较大、弯矩较小，在它们产生的剪 应力 和正应力 共同作用下，形成与梁轴有一定夹角的主拉应力，当此主拉应力超过混凝土的抗拉 强度时，即发生与主拉应力方向垂直的斜裂缝。
5.2试述无腹筋梁斜裂缝出现后应力重分布的两个主要方面。
答：无腹筋梁斜裂缝出现后应力重分布的两个主要方面是：斜裂缝所在截面的混凝土应力和纵 向钢筋的应力发生了较大的变化。
（1） 斜裂缝出现后，斜裂缝两侧混凝土的应力降为零，裂缝上端混凝土残余面承受的剪应力和 压应力将显著增大。
（2） 斜裂缝出现后，斜裂缝处纵向钢筋的应力突然增大。
5.3什么是剪跨比和计算剪跨比？斜截面受剪承载力计算时，什么情况下需要考虑剪跨比的影 响？答：剪跨比是作用在构件截面上的弯矩与作用在构件截面上的剪力和截面有效高度乘积的比值， 用表示，即 =M/Vh o ，也称广义剪跨比。
对于集中荷载作用下的简支梁，=M/Vh o 可表示为 =a/h o ，称a/h o 为计算截面的剪跨比，简称计算剪跨比，也称狭义剪跨比。
其中，a 为集中荷载作用点至支座或节点边缘的距离，简称剪跨。
对于集中荷载作用下（包括作用有多种荷载，其中集中荷载对支座截面或节点边缘所产生的剪 力值占总剪力值的75%以上的情况）的独立梁，斜截面受剪承载力计算时应考虑剪跨比的影响5.4 梁的斜截面受剪破坏形态有几种？各自的破坏特征如何？答：梁的斜截面受剪破坏形态有：斜压破坏、剪压破坏、斜拉破坏。
斜压破坏的特征是：破坏时，斜裂缝间的混凝土压酥，与斜裂缝相交的腹筋没有屈服，承载力 取决于混凝土的抗压强度，脆性破坏。
剪压破坏的特征是：与临界斜裂缝相交的腹筋先屈服，最后剪压区混凝土压坏而破坏，承载力 取决于剪压区混凝土的强度，脆性破坏。
混凝土结构设计原理课后习题及答案
混凝土结构设计原理课后习题答案（+思考题）第一章绪论开始采用或积极发展性能化设计方法和理论。
性能化方法是确定工程结构要达到的总体目标或设计性能，设计师根据性能目标的不同，设计不同的设计方案，并评估设计方案是否达到性能目标的要求。
学习（1）钢筋混凝土是由钢筋和混凝土两种材料组成的复合材料，是非均匀、非连续、非弹性的材料。
力学关系是在试验的基础上，通过几何、物理和平衡关系建立的。
（2）钢筋混凝土构件中的两种材料在强度和数量上存在一个合理的配比范围。
如果钢筋和混凝土在面积上的比例及材料强度的搭配超过了这个范围，就会引起构件受力性能的改变，从而引起构件截面设计方法的改变，这是学习时必须注意的一个方面。
由于混凝土材料的复杂性、离散性，混凝土材料的理论体系是建立在试验的基础上的。
许多假定依赖与试验结果，许多公式来源于试验验证，许多因素无法控制，仍需通过构造措施加以解决，许多理论尚需不断发展与完善，具有不同功能的混凝土材料性能尚需不断挖掘。
（4）本课程主要讲解钢筋混凝土基本构件，应当了解每一种构件在结构体系的作用、受力情况。
例如梁、柱是受弯构件，主要受弯、受剪；柱、墙、受压弦杆是受压构件，主要受压、弯，受压、剪，双向受压弯；雨蓬梁、柱是受扭构件，主要受扭，受弯、剪、扭，受压、弯、剪、扭；受拉弦杆是受拉构件，主要受拉、弯。
（5）本课程所要解决的不仅是构件的承载力和变形计算等问题，还包括构件的截面形式、材料选用及配筋构造等。
结构构件设计是一个综合性的问题，需要考虑各方面的因素。
因此，学习本课程时要注意学会对多种因素进行综合分析，培养综合分析判断能力。
第一章绪论1．与素混凝土梁相比，钢筋混凝上梁承载能力（）。
A．相同；B．提高许多；C．有所提高；2．与素混凝土梁相比，钢筋混凝土梁抵抗开裂的能力（）。
A.提高不多；B.提高许多；C.完全相同；3．与素混凝土梁相比，适量配筋的钢混凝土梁的承载力和抵抗开裂的能力（）。
A.均提高很多；B.承载力提高很多，抗裂提高不多；C.抗裂提高很多，承载力提高不多；D.均提高不多；4．钢筋混凝土梁在正常使用荷载下（）。
混凝土结构设计原理.
精编资料混凝土结构设计原理部分思考题和习题参考答案第一章钢筋混凝土的力学性能思考题...答:钢筋混凝土结构中钢筋应具备:(1)有适当的强度;(2)与混凝土黏结良好;(3)可...结构,原理混凝土结构设计原理部分思考题和习题参考答案第一章钢筋混凝土的力学性能思考题1、钢和硬钢的应力—应变曲线有什么不同，其抗拉设计值fy各取曲线上何处的应力值作为依据？答：软钢即有明显屈服点的钢筋，其应力—应变曲线上有明显的屈服点，应取屈服强度作为钢筋抗拉设计值fy的依据。
硬钢即没有明显屈服点的钢筋，其应力—应变曲线上无明显的屈服点，应取残余应变为0.2%时所对应的应力σ0.2作为钢筋抗拉设计值fy的依据。
2、钢筋冷加工的目的是什么？冷加工的方法有哪几种？各种方法对强度有何影响？答：冷加工的目的是提高钢筋的强度，减少钢筋用量。
冷加工的方法有冷拉、冷拔、冷弯、冷轧、冷轧扭加工等。
这几种方法对钢筋的强度都有一定的提高，4、试述钢筋混凝土结构对钢筋的性能有哪些要求？答：钢筋混凝土结构中钢筋应具备：（1）有适当的强度；（2）与混凝土黏结良好；（3）可焊性好；（4）有足够的塑性。
5、我国用于钢筋混凝土结构的钢筋有几种？我国热轧钢筋的强度分为几个等级？用什么符号表示？10、如何避免混凝土构件产生收缩裂缝？答：可以通过限制水灰比和水泥浆用量，加强捣振和养护，配置适量的构造钢筋和设置变形缝等来避免混凝土构件产生收缩裂缝。
对于细长构件和薄壁构件，要尤其注意其收缩。
第二章混凝土结构基本计算原则思考题1．什么是结构可靠性？什么是结构可靠度?答：结构在规定的设计基准使用期内和规定的条件下（正常设计、正常施工、正常使用和维修），完成预定功能的能力，称为结构可靠性。
结构在规定时间内与规定条件下完成预定功能的概率，称为结构可靠度。
2．结构构件的极限状态是指什么？答：整个结构或构件超过某一特定状态时（如达极限承载能力、失稳、变形过大、裂缝过宽等）就不能满足设计规定的某一功能要求，这种特定状态就称为该功能的极限状态。
混凝土结构设计原理简答题部分答案
《混凝土结构设计原理》第1章概论1.钢筋与混凝土共同工作的基础条件是什么？答：混凝土和钢筋协同工作的原因是：（1）钢筋与混凝土之间产生良好的粘结力，使两者结合为整体；（2）钢筋与混凝土两者之间线膨胀系数几乎相同，两者之间不会发生相对的温度变形使粘结力遭到破坏；（3）设置一定厚度混凝土保护层，混凝土的碱性环境使钢筋不易发生锈蚀，遇到火时不致因钢筋很快软化而导致结构破坏；（4）钢筋在混凝土中有可靠的锚固。
混凝土结构的特点是什么？答：优点——取材容易、合理用材、整体性好、耐久性好、耐火性好可塑性好缺点——自重大、抗裂性差、施工复杂、施工周期长、施工受季节影响、结构隔热隔声性能差、修复加固困难。
第2章钢筋和混凝土的力学性能《规范》规定混凝土强度等级答：混凝土强度等级有C15 C20 C25 C30 C35 C40 C45 C50 C55 C60 C65 C70 C75 C80 共十四个等级，其中C50以下的为普通混凝土，C50以上的为高强度等级混凝土2.什么叫混凝土徐变？引起徐变的原因有哪些？答：（1）混凝土结构或材料在不变的应力或荷载长期持续作用下，混凝土的变形或应变随时间而缓慢增长的现象称为混凝土的徐变。
（2）内在因素：混凝土的组成成分是影响徐变的内在因素。
水泥用量越多，徐变越大。
水灰比越大，徐变越大。
集料的弹性模量越小徐变就越大。
构件尺寸越小，徐变越大。
环境因素：混凝土养护及使用时的温度是影响徐变的环境因素。
温度越高、湿度越低，徐变就越大。
若采用蒸汽养护则可以减少徐变量的20%-25%。
应力因素：施加初应力的大小和加荷时混凝土的龄期是影响徐变的应力因素。
加荷时混凝土的龄期越长，徐变越小。
加荷龄期相同时，初应力越大，徐变也越大。
3.钢筋冷加工的目的是什么？冷加工方法有哪几种？简述冷拉方法？答：（1）钢筋冷加工目的是为了提高钢筋的强度，以节约钢材。
除冷拉钢筋仍具有明显的屈服点外，其余冷加工钢筋无屈服点或屈服台阶，冷加工钢筋的设计强度提高，而延性大幅度下降。
混凝土结构设计原理课后习题答案
《土木工程概论》课后习题学校：专业：姓名：学号：一、填空题1.是指平面尺寸较大而厚度较小的受弯构件。
2.常用工程地质测绘方法有相片成图法和。
3.城市给水系统一般由、输水工程、水处理工程和配水管网工程四部分组成。
4.地基处理的对象是软弱地基和。
5.对建筑物主要起装饰作用的材料称为。
6.的主要功能是为港口提供掩护条件。
7.刚性基础通常由砖、毛石、和灰土等材料做成。
8.钢筋连接的方法有三种：绑扎搭接连接、和机械连接。
9.给水工程包括城市给水和两部分。
10.工程建设作为基本任务的项目管理的核心内容可概括为：“三控制、二管理、一协调”，即进度控制、、费用控制，合同管理、信息管理和组织协调。
11.公路路基的横断面形式有、路堑和半填半挖三种。
12.有三种承载方式，即上承式、下承式和中承式。
13.混凝土工程包括制备、运输、和养护四个施工过程。
14.建筑结构工程主要包括砌筑工程、、预应力混凝土工程、结构安装工程等。
15.建筑物的供水服务目的可分为三类：生活、生产和。
16.建筑物的基础分为刚性基础和柔性基础，钢筋混凝土基础属于基础。
17.将上部结构的荷载传给土地基，连接上部结构与地基土的下部结构称为。
18.与砖混结构比，框架结构承受承受水平荷载能力。
19.梁按支撑方式可分为、悬臂梁和连续梁。
20.桥是一种在竖向荷载作用下无水平反力的结构。
21.路基设计一般需要考虑和路基稳定性的问题。
22.码头常见的布置形式有顺岸式、和挖入式。
23.农田排水排水系统可分为排水系统和暗沟排水系统。
24.配置混凝土时应优先选用中砂。
25.浅基础一般分为单独基础、、伐板基础、箱形基础和壳体基础。
26.桥梁的支撑结构为桥墩和。
27.取水工程一般分为无坝取水、、抽水取水和水库取水四大类。
28.是指从建筑物的屋顶到基础全部分开，将建筑物分割成若干个长高比较小、整体刚度较好、体型简单和自成沉降体系的单元。
29.水泥按其用途及性能分为通用水泥、、特性水泥。
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混凝土结构设计原理课后习题答案（+思考题）第一章绪论1．什么是混凝土结构？答：混凝土结构是以混凝土材料为主，并根据需要配置和添加钢筋、钢骨、钢管、预应力钢筋和各种纤维，形成的结构，有素混凝土结构、钢筋混凝土结构、钢骨混凝土结构、钢管混凝土结构、预应力混凝土结构及纤维混凝土结构。
混凝土结构充分利用了混凝土抗压强度高和钢筋抗拉强度高的优点。
2．以简支梁为例，说明素混凝土与钢筋混凝土受力性能的差异。
答：素混凝土简支梁，跨中有集中荷载作用。
梁跨中截面受拉，拉应力在荷载较小的情况下就达到混凝土的抗拉强度，梁被拉断而破坏，是无明显预兆的脆性破坏。
钢筋混凝土梁，受拉区配置受拉钢筋梁的受拉区还会开裂，但开裂后，出现裂缝，拉力由钢筋承担，直至钢筋屈服以后，受压区混凝土受压破坏而达到极限荷载，构件破坏。
素混凝土简支梁的受力特点是承受荷载较小，并且是脆性破坏。
钢筋混凝土简支梁的极限荷载明显提高，变形能力明显改善，并且是延性破坏。
学习好帮手3．钢筋与混凝土共同工作的基础条件是什么？答：混凝土和钢筋协同工作的条件是：（1）钢筋与混凝土之间产生良好的粘结力，使两者结合为整体；（2）钢筋与混凝土两者之间线膨胀系数几乎相同，两者之间不会发生相对的温度变形使粘结力遭到破坏；（3）设置一定厚度混凝土保护层；（4）钢筋在混凝土中有可靠的锚固。
4．混凝土结构有什么优缺点？答：优点：（1）可模性好；（2）强价比合理；（3）耐火性能好；（4）耐久性能好；（5）适应灾害环境能力强，整体浇筑的钢筋混凝土结构整体性好，对抵抗地震、风载和爆炸冲击作用有良好性能；（6）可以就地取材。
钢筋混凝土结构的缺点：如自重大，不利于建造大跨结构；抗裂性差，过早开裂虽不影响承载力，但对要求防渗漏的结构，如容器、管道等，使用受到一定限制；现场浇筑施工工序多，需养护，工期长，并受施工环境和气候条件限制等。
5．房屋混凝土结构中各个构件的受力特点是什么？学习好帮手答：在房屋建筑中，永久荷载和楼面活荷载直接作用在楼板上，楼板荷载传递到梁，梁将荷载传递到柱或墙，并最终传递到基础上，各个构件受力特点如下：楼板：是将活荷载和恒荷载通过梁或直接传递到竖向支承结构（柱、墙）的主要水平构件，楼板的主要内力是弯矩和剪力，是受弯构件。
《混凝土结构设计原理》课后习题答案
《混凝土结构设计原理》课后习题答案第一章1-1配置在混凝土截面受拉区钢筋的作用是什么？答：当荷载超过了素混凝土的梁的破坏荷载时，受拉区混凝土开裂，此时，受拉区混凝土虽退出工作，但配置在受拉区的钢筋将承担几乎全部的拉力，能继续承担荷载，直到受拉钢筋的应力达到屈服强度，继而截面受压区的混凝土也被压碎破坏。
1-2试解释一下名词：混凝土立方体抗压强度；混凝土轴心抗压强度；混凝土抗拉强度；混凝土劈裂抗拉强度。
答：混凝土立方体抗压强度：我国国家标准《普通混凝土力学性能试验方法标准》（GB/T 50081-2002 ）规定以每边边长为150mm 勺立方体为标准试件，在20C±2 C的温度和相对湿度在95%^上的潮湿空气中养护28d，依照标准制作方法和试验方法测得的抗压强度值（以MPa为单位）作为混凝土的立方体抗压强度，用符号fcu表示。
混凝土轴心抗压强度：我国国家标准《普通混凝土力学性能试验方法标准》（GB/T 50081-2002 ）规定以150mn X 150mn X 300mm的棱柱体为标准试件，在20 C±2 C的温度和相对湿度在95%以上的潮湿空气中养护28d，依照标准制作方法和试验方法测得的抗压强度值（以MPa为单位）称为混凝土轴心抗压强度，用符号fc表示。
混凝土劈裂抗拉强度：我国交通部部颁标准《公路工程水泥混凝土试验规程》（JTJ 053-94 ）规定，采用150mm立方体作为标准试件进行混凝土劈裂抗拉强度测定，按照规定的2 F Ff% =——= 0.6 37 —试验方法操作，则混凝土劈裂抗拉强度fts按下式计算：n A A。
混凝土抗拉强度：采用100 X 100 x 500mm昆凝土棱柱体轴心受拉试验，破坏时试件在没有钢筋的中部截面被拉断，其平均拉应力即为混凝土的轴心抗拉强度，目前国内外常采用立方体或圆柱体的劈裂试验测得的混凝土劈裂抗拉强度值换算成轴心抗拉强度，换算时应乘以换算系数0.9，即ft = 0.9 fts。
混凝土结构设计原理思考题答案
（一）影响混凝土抗压强度的主要因素影响混凝土抗压强度的主要因素有：水泥强度、水灰比、骨料状况、混凝土的硬化时间、温度、湿度及施工条件等。
1．水泥强度和水灰比的影响水泥强度和水灰比是影响混凝土抗压强度的主要因素，因为混凝土抗压强度主要取决于水泥凝胶与骨料间的粘结力。
水泥强度高、水灰比小，则混凝土抗压强度高；水灰比大、用水量多，则混凝土密实度差，抗压强度低。
因为水泥水化时，需要的结合水大约为水泥用量的20—25%，为了满足施工时的流动性，要多加40—75%的水，这些多余的游离水，在水泥硬化时逐渐蒸发，在混凝土中留下许多微小的孔洞，因此使混凝土密实度差、抗压强度降低。
2．粗骨料的影响一般的情况下，粗骨料的强度比水泥石强度和水泥与骨料间的粘结力要高，因此粗骨料强度对混凝土强度不会有大的影响，但是粗骨料如果含有大量的软弱颗粒、针片状颗粒、含泥量、泥块含量、有机质含量、硫化物及硫酸盐含量等，则对混凝土强度会产生不良影响。
另外，粗骨料的表面特征会影响混凝土的抗压强度，表面粗糙、多棱角的碎石与水泥石的粘结力比表面光滑的卵石要高10%左右。
3．混凝土硬化时间即龄期的影响混凝土强度随龄期的增长而逐渐提高，在正常使用环境和养护条件下，混凝土早期强度（3—7天）发展较快，28天可达到设计强度。
此后强度发展逐渐缓慢，甚至百年不衰。
4．温度、湿度的影响混凝土的强度发展在一定的温度、湿度条件下，在0—40℃范围内，抗压强度随温度增高。
水泥水化必须保持一定时间的潮湿，如果环境湿度不够，导致失水，使混凝土结构疏松，产生干缩裂缝，严重影响强度和耐久性。
5．施工的影响混凝土入模后，通过适当的振捣，在激振力的作用下，排出混凝土内的水泡、气泡，使混凝土组成材料分布均匀密实，在模内充填良好，构件棱角完整、内实外光。
如果混凝土在振捣过程中没有振捣密实，混凝土中存在较多气泡或存在缺陷，混凝土强度下降，特别是抗渗混凝土容易造成渗水。
如果过振会使混凝土内水泥浆上升，粗骨料下沉，出现分层离析导致混凝土各材料不均匀，强度降低和外观质量差。
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−
0.65 ×1.78 0.01×196.1
=
⎧> 0.51⎩⎨<
0.2 1.0
（6）计算最大裂缝宽度 wmax cs=c=20mm，且 cs <65mmห้องสมุดไป่ตู้带肋钢筋 ν =1.0 则：deq=d/ν=12mm
wmax
= αcrψ
σ sq Es
(1.9cs
+ 0.08 deq ρ te
)
= 1.9 × 0.51× 196.1 (1.9 × 20 + 0.08 × 12 )
截面尺寸 b×h=350mm×900mm，Mk=400kN·m，Mq=355kN·m，C30 混凝土，采用 HRB335
钢筋，受拉钢筋为 4 25（ As =1964mm2），受压钢筋为 4 14（ As ' =615mm2），箍筋直径 dv
=8mm，构件允许挠度为 l0/300，试验算构件的挠度是否满足要求。 解： （1）确定基本参数 查附表 1-1、附表 1-9 得：C30 混凝土 ftk =2.01N/mm2，HRB335 钢筋 Es =2×105N/mm2 查附表 1-13 得：一类环境 c=20mm h0=h-c-dv-d/2=900-20-8-12.5=859.5mm （2）计算有效配筋率 ρte
矩形截面：γf'=0 短期刚度：
Bs
=
1.15ψ
Es As h02 + 0.2 +
6α E ρ
=
1.15
×
2.0 ×105 × 942 0.51 + 0.2 + 6 ×
× 2242 7.14 × 0.0042
1 + 3.5γ 'f
1+ 0
=9.78×1012N·mm2 （7）计算构件刚度 B
因为未配置受压钢筋，故 ρ '= 0,θ = 2.0
1
②采用上述措施后仍不能满足要求时，可增加钢筋面积 As；③施加预应力。 9.6 试分析影响混凝土结构耐久性的主要因素。混凝土结构耐久性设计包括哪五个方
面？ 答： 影响混凝土结构耐久性的因素众多，主要有内部和外部两个方面。内部因素主要有混凝
土的强度、密实性、水泥品种与用量、水胶比、氯离子和碱含量、外加剂品种与用量、保护 层厚度等。外部因素主要是环境条件，包括温度、湿度、CO2 含量、侵蚀性介质等。混凝土 结构出现耐久性问题，往往是内外部因素综合作用的结果，通常是由设计不周、施工质量差 或使用维修不当等造成的。
Ate = 0.5bh = 0.5× 350× 900 = 157500mm2
ρte = As / Ate = 1964 /157500 = 0.0125 > 0.01
（4）计算纵向受拉钢筋的应力σ sq
则 h0=h-c- d/2=250-20-12/2=224mm
σ sq
=
Mq 0.87h0 As
=
36 ×106 0.87 × 224 × 942
= 196.1N/mm2
（5）计算受拉钢筋应变的不均匀系数ψ
ψ
= 1.1 − 0.65 f tk ρ teσ sq
=
1.1
④不利环境条件下的耐久性技术措施；
⑤提出结构使用阶段的检测与维护要求。
9.7 试述混凝土碳化和钢筋锈蚀的概念，以及提高混凝土结构的抗碳化能力和防止钢筋 锈蚀的措施。
答： 大气中的 CO2 侵入混凝土中，与混凝土中的碱性物质（主要是 Ca(OH)2）发生化学反应， 使混凝土中的 pH 值下降的过程称为混凝土的碳化。 提高混凝土结构的抗碳化能力的措施：①选择合适的水泥品种。如相同水泥用量时，硅 酸盐水泥混凝土的碳化速度最小，普通硅酸盐水泥混凝土次之，粉煤灰水泥、火山硅质硅酸 盐水泥和矿碴硅酸盐水泥混凝土最大。②设计合理的混凝土配合比。如控制最大水灰比 W/C 和限制水泥的最少用量，因为水灰比越大，混凝土中的孔隙率就越大，导致混凝土的碳化速 度加快。③选用合适的掺加剂和合理的掺合量。④保证混凝土保护层的最小厚度。⑤提高混 凝土的强度等级。⑥在混凝土表面设置水泥砂浆、涂料、瓷砖等表面覆盖层。⑦保证混凝土 的施工质量，提高混凝土的密实性。⑧加强混凝土的养护等措施。 在混凝土的高碱性（pH 值在 12.5 左右）环境中，钢筋表面被氧化，形成一层氧化膜。 该氧化膜保护着钢筋，钢筋不会锈蚀。但当该氧化膜被破坏后，在有足够水和氧气的环境中， 钢筋将开始锈蚀，钢筋锈蚀是一个电化学过程。有两个因素会导致钢筋表面的氧化膜被破坏： 一是混凝土碳化到达钢筋表面，使钢筋位置的 pH 值降低；二是有足够浓度的自由 Cl¯扩散 到钢筋表面。 防止钢筋锈蚀除可采取与“提高混凝土结构抗碳化能力”相同的措施外，还可采取“使 用钢筋阻锈剂、使用防腐蚀钢筋（如环氧涂层钢筋、镀锌钢筋）、对钢筋采取阴极防护法” 等措施
B = Bs =4.89×1012N·mm2 θ
（8）计算构件挠度并验算
f
=
1 4
M ql 2 B
=
1 × 36 ×106 × 30002 4 4.89 ×1012
= 16.6mm <
f lim
=
l0 200
=
6000 200
= 30mm
所以构件挠度满足要求。
9.4 已知某承受均布荷载的矩形截面简支梁，环境类别为一类，计算跨度 l0 = 10m ，
解： 步骤（1）~（5）同【习题 9.2】的步骤（1）~（5）。
（6）计算构件的短期刚度 Bs
查附表 1-3 可得：C25 混凝土 Ec=2.8×104Mpa
4
钢筋与混凝土弹性模量的比值：α E
=
Es Ec
=
2.0 ×105 2.8 ×104
= 7.14
纵向受拉钢筋配筋率： ρ = As = 942 = 0.0042 bh0 1000 × 224
wmax
= α crψ
σ sq Es
(1.9cs
+ 0.08 deq ρ te
)
= 2.7 × 0.68 × 155.5 × (1.9 × 30 + 0.08 × 16 )
2 × 105
0.0201
= 0.17mm
（6）验算是否满足裂缝宽度控制要求
wmax = 0.17mm < wlim = 0.2mm 所以裂缝宽度满足要求。
混凝土碳化和钢筋锈蚀是影响混凝土结构耐久性的最主要的综合因素。另外，混凝土的 冻融循环、混凝土的碱骨料反应和侵蚀性介质的腐蚀对混凝土结构的耐久性也有着较大的影 响。
混凝土结构耐久性设计包括以下五个方面：
①确定结构所处的环境类别；
②提出对混凝土材料的耐久性基本要求；
③确定构件中钢筋的混凝土保护层厚度；
=
1 2
gk
+ψ qqk
l02
=
1 × (8 + 0 × 0.5)× 32
2
= 36kN ⋅ m
（3）计算有效配筋率 ρte
取 1m 宽的板带进行验算
Ate = 0.5bh = 0.5×1000× 250 = 125000mm2
ρte = As / Ate = 942 /125000 = 0.0075 < 0.01 ，取 ρte = 0.01
2 × 105
0.01
= 0.127mm
（7）验算是否满足裂缝宽度控制要求 wmax = 0.127mm < wlim = 0.2mm 所以裂缝宽度满足要求。
9.3 计算习题 9.2 中悬挑板的最大挠度值是否满足《规范》GB50010-2010 的允许挠度值 l0/200（注：对于悬臂构件取 l0=2×3m=6m）。
习题 9.1 已知某钢筋混凝土屋架下弦，为轴心受拉构件，环境类别一类，截面尺寸 b×
2
h=200mm×200mm，按荷载准永久组合计算的轴向拉力 Nq=125kN，C30 混凝土，有 4 16 的 HRB335 级受拉钢筋(As=804mm2)，箍筋直径 dv =10mm，混凝土保护层厚度 c=20mm， wlim=0.2mm。试验算裂缝宽度是否满足要求。
（3）计算纵向受拉钢筋的应力σ sq
σ sq
=
Nq As
= 125 ×103 804
= 155.5N/mm2
（4）计算受拉钢筋应变的不均匀系数ψ
ψ
= 1.1 − 0.65 f tk ρ teσ sq
= 1.1 − 0.65 × 2.01 0.0201×155.5
=
⎧> 0.68⎩⎨<
0.2 1.0
（5）计算最大裂缝宽度 wmax cs=c+dv=30mm＞20mm，且 cs <65mm 带肋钢筋 ν =1.0 则：deq=d/ν=16mm
9.2 已知某钢筋混凝土雨篷板，环境类别为二（a）类，悬挑长度 l0=3.0m，板厚
h = 250mm ，板上均布荷载标准值：永久荷载 gk = 8kN/m2 ；可变荷载 qk = 0.5kN/m2（准
永久值系数为 0），C25 混凝土，配置 12@120 的 HRB335 钢筋， wlim=0.2mm。试验算板的 最大裂缝宽度。
思考题 9.1 简述在钢筋混凝土结构中对构件变形和裂缝验算的意义。 答： 承载力极限状态设计主要解决结构安全性问题，不能解决结构构件在使用阶段的适用性 和耐久性问题。对于使用上需要控制变形和裂缝的结构构件，除了要进行承载力计算以外， 还要进行正常使用情况下的变形和裂缝验算。通过变形验算与控制可以：①保证建筑使用功 能的要求；②满足外观和使用者心理的要求；③避免对非结构构件产生不良影响；④避免对 结构构件产生不良影响。通过裂缝验算与控制可以：①满足耐久性要求；②满足使用功能要 求；③满足外观和使用者心理的要求。 9.2 裂缝控制等级分几级？每一级的具体要求是什么？钢筋混凝土构件一般属于哪一 级？ 答： 裂缝控制等级分三级，每一级的具体要求是： 一级：严格要求不出现裂缝的构件。按荷载标准组合进行计算时，构件受拉区的混凝土 中不应产生拉应力。 二级：一般要求不出现裂缝的构件。按荷载标准组合进行计算时，构件受拉区混凝土中 的拉应力不应大于混凝土轴心抗拉强度标准值。 三级：允许出现裂缝的构件。钢筋混凝土构件按荷载准永久组合并考虑长期作用影响求 得的最大裂缝宽度 wmax 应小于等于《规范》GB50010 规定的最大裂缝宽度限值 wlim。 钢筋混凝土构件一般属于三级。